{"id":337138,"date":"2018-11-29T01:00:00","date_gmt":"2018-11-29T00:00:00","guid":{"rendered":"https:\/\/medizinonline.com\/applicazioni-cliniche-in-neuroradiologia\/"},"modified":"2018-11-29T01:00:00","modified_gmt":"2018-11-29T00:00:00","slug":"applicazioni-cliniche-in-neuroradiologia","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/medizinonline.com\/it\/applicazioni-cliniche-in-neuroradiologia\/","title":{"rendered":"Applicazioni cliniche in neuroradiologia"},"content":{"rendered":"

Un vantaggio della risonanza magnetica ad altissimo campo (7T) \u00e8 un’immagine ad alta risoluzione, grazie all’aumento del rapporto segnale\/rumore. Questo \u00e8 particolarmente interessante per la risonanza magnetica funzionale e la spettroscopia. Nell’applicazione clinica, tuttavia, la risonanza magnetica a 7T \u00e8 ancora un’eccezione e la prova dell’efficacia \u00e8 stata finora limitata a singole patologie. <\/strong><\/p>\n

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Dall’introduzione della risonanza magnetica nei primi anni ’80, questa tecnologia \u00e8 diventata estremamente importante, soprattutto nella diagnosi del sistema nervoso centrale (SNC), nella ricerca neuroscientifica e nell’applicazione clinica delle malattie neurologiche. Poich\u00e9 la risoluzione delle strutture tissutali dipende fortemente dal segnale che pu\u00f2 essere ricevuto e questo, a sua volta, dipende dall’intensit\u00e0 del campo, nel corso degli anni sono state sviluppate intensit\u00e0 di campo sempre pi\u00f9 elevate da utilizzare sugli esseri umani. Oggi, il sistema da 3 Tesla (T) \u00e8 lo standard di riferimento nella routine clinica, sebbene anche i nuovi tomografi MR da 1,5 T continuino ad avere il loro posto grazie agli ulteriori sviluppi nelle bobine e nelle sequenze. Con intensit\u00e0 di campo pi\u00f9 elevate, come la 7T, si possono ottenere ulteriori miglioramenti nel rapporto segnale-rumore (SNR) e quindi nella risoluzione dell’immagine. Inoltre, \u00e8 possibile generare nuovi contrasti tissutali. D’altra parte, un’intensit\u00e0 di campo pi\u00f9 elevata aumenta anche i problemi di artefatti, in particolare il dephasing e il ghosting. Questo articolo fornisce una panoramica dello stato attuale dell’imaging RM 7T dal punto di vista del potenziale uso clinico, valutando i vantaggi rispetto ai limiti.<\/p>\n

Vantaggi e sfide<\/h2>\n

Nel frattempo, alcune risonanze magnetiche 7T sono disponibili per la ricerca ma anche per le applicazioni cliniche. Le previsioni erano che l’SNR pi\u00f9 elevato avrebbe permesso di rappresentare anche strutture anatomiche molto piccole, nonch\u00e9 esami funzionali e metabolici e quindi anche ulteriori analisi, in particolare nei modelli di malattie neurologiche, con una precisione mai raggiunta prima. Alcune condizioni neurologiche in cui ci si aspettava un guadagno di informazioni erano l’epilessia, i tumori cerebrali, la sclerosi multipla e la malattia di Alzheimer. Tuttavia, anche l’intensit\u00e0 di campo pi\u00f9 elevata, dovuta ai nuovi contrasti e all’aumento degli artefatti, rappresenta una sfida, per cui \u00e8 stato necessario sviluppare ulteriormente l’hardware e il software. Lo sviluppo di nuove tecnologie per le bobine, in particolare, ha portato progressi qui [12].<\/p>\n

All’inizio, non era chiaro se le intensit\u00e0 di campo pi\u00f9 elevate (oltre alle limitazioni di imaging) potessero anche portare a un aumento delle reazioni fisiologiche nei soggetti del test. Nel frattempo, in alcuni studi \u00e8 stato dimostrato che, a parte un temporaneo aumento della sensazione di vertigine al momento dell’ingresso nel magnete, non si \u00e8 verificato alcun aumento delle sensazioni o degli effetti collaterali [22]. Quindi, in linea di principio, non c’\u00e8 da aspettarsi alcuna restrizione nell’uso delle risonanze magnetiche a 7T da questo aspetto. Tuttavia, ci sono ancora costi di esame elevati e tempi di esame un po’ pi\u00f9 lunghi rispetto agli altri dispositivi.<\/p>\n

Malattie neurologiche con possibili benefici a 7T<\/h2>\n

Le regioni cerebrali vicine alle strutture ossee piene d’aria della base cranica sono impegnative a causa dell’aumento degli artefatti da dephasing, soprattutto a 7T. Tuttavia, questa regione, compreso l’ippocampo, rappresenta una struttura importante per chiarire, tra l’altro, epilessie precedentemente criptogenetiche. Le sequenze ottimizzate pesate con protoni (PD), T2 e T2*, nonch\u00e9 T1 MPRAGE con risoluzione isotropica di 0,5 mm sono state in grado di superare queste limitazioni dovute all’aumento degli artefatti e hanno permesso di ottenere immagini ad altissima risoluzione in vivo con tempi di misurazione ragionevoli [21]. Ci\u00f2 ha reso possibili rappresentazioni anatomiche esatte e individuali in vivo, con una migliore rilevabilit\u00e0 di patologie molto piccole nell’epilessia o persino nella demenza di Alzheimer, che in precedenza erano impossibili da rappresentare fino a 3T [4]. Anche in altre regioni cerebrali, la risoluzione “in-plane” significativamente aumentata grazie all’SNR pi\u00f9 elevato pu\u00f2 contribuire a migliorare le immagini delle patologie corticali. In singoli casi, questo pu\u00f2 portare a un cambiamento nel concetto di terapia quando un’epilessia precedentemente “criptogenetica” diventa un’epilessia con un focus rilevabile [25].<\/p>\n

In alcune malattie degenerative \u00e8 stato ottenuto anche un miglioramento dell’imaging di alcune propriet\u00e0 tipiche dei tessuti (ad esempio, l’imaging del ferro) a 7T. Questo ha ora un posto nell’analisi di imaging multimodale nella malattia di Alzheimer, nel morbo di Parkinson e nella sclerosi multipla. Ad esempio, nella malattia di Parkinson si riscontra un aumento dei depositi di ferro in alcune strutture cerebrali (gangli basali) e questi sono associati alla progressiva progressione della malattia, all’atrofia ottica e cerebellare, alla distonia e alla spasticit\u00e0. Nella malattia di Parkinson, negli ultimi anni \u00e8 stato utilizzato l’imaging pesato con suscettibilit\u00e0 (SWI) a 7T e sono stati descritti cambiamenti nella sottostruttura della sostanza nigra. C’\u00e8 stato un aumento della suscettibilit\u00e0 della pars compacta rispetto ai controlli. Tuttavia, ci sono differenze non solo nel contenuto di ferro, ma anche nella rappresentazione della sottostruttura, come il nigrosoma 1 [2]. Sebbene alcuni cambiamenti possano essere visualizzati a 3T anche con sequenze e hardware ottimizzati [3], la risoluzione a 7T rimane vantaggiosa per domande particolari. La differenziazione di diversi decorsi e sottogruppi di malattie, nonch\u00e9 di malattie prodromiche (compresi i disturbi del sonno) pu\u00f2 essere effettuata in modo pi\u00f9 affidabile con la 7T rispetto alla 3T [5]. La diminuzione dei depositi di ferro pu\u00f2 essere rilevata anche in altre malattie a 7T, ad esempio nella sindrome delle gambe senza riposo nel talamo e nel nucleo dentato, per cui questa malattia mostra apparentemente delle somiglianze con il movimento periodico del tronco, che non era noto in precedenza in questo modo [13].<\/p>\n

Per un’altra malattia degenerativa, il morbo di Alzheimer, \u00e8 stato dimostrato un miglioramento dell’imaging di sottostrutture come le placche corticali. Inoltre, la migliore risoluzione dell’ippocampo, menzionata in precedenza, ha rappresentato un vantaggio nell’assegnazione della diagnosi. Quasi tutte le sottounit\u00e0 dell’ippocampo e della corteccia entorinale mostrano una riduzione di volume sulle immagini ad alta risoluzione a 7T, anche rispetto ai pazienti con “Mild Cognitive Impairment” (MCI) [27].<\/p>\n

Al giorno d’oggi, la diagnostica avanzata nella risonanza magnetica non si limita alle immagini puramente strutturali, ma spesso include anche sequenze metaboliche e funzionali. Una sequenza che trae grande vantaggio dall’intensit\u00e0 di campo ultraelevata \u00e8 la spettroscopia MR. Le applicazioni cliniche sono, oltre alla differenziazione nei tumori cerebrali o nelle malattie metaboliche tradizionalmente gi\u00e0 ben consolidate a 3T, nell’applicazione a 7T per il rilevamento anche di cambiamenti nei metaboliti pi\u00f9 sottili, ad esempio nella sclerosi laterale amiotrofica. Soprattutto per i metaboliti piccoli e meno stabili, la risonanza magnetica a 7T \u00e8 chiaramente vantaggiosa [19], questo vale anche per l’imaging nei gruppi di pazienti con malattie metaboliche, dove anche i metaboliti meno evidenti possono essere rilevati in modo affidabile.<\/p>\n

La risonanza magnetica \u00e8 oggi il gold standard per la diagnosi della sclerosi multipla (SM). Tuttavia, i pazienti con la cosiddetta “sindrome clinicamente isolata” (CIS), con una correlazione mancante a 1,5 e 3T, vengono trovati sempre pi\u00f9 spesso. L’ulteriore aumento del SNR a 7T significa anche che \u00e8 possibile rilevare lesioni molto piccole in questa malattia, ad esempio anche a livello intracorticale [8,11]. Inoltre, per la prima volta \u00e8 stato possibile visualizzare la struttura tipica delle lesioni della SM a livello cerebrale con una risoluzione quasi istologica in vivo (Fig. 1)<\/strong> e si \u00e8 potuta ottenere una differenziazione tra SM e neuromielite optica [18]. L’ulteriore sviluppo dell’imaging a contrasto di fase ha anche migliorato la differenziazione delle lesioni acute e croniche, e sono state create tecniche quantitative (ad esempio la mappatura R2*) o nuove sequenze come la sequenza a doppio recupero di inversione (DIR) [9]. In un periodo in cui si discute se l’agente di contrasto per la risonanza magnetica possa davvero continuare ad essere classificato come sicuro, tale alternativa potrebbe diventare di maggiore importanza negli studi di follow-up. Nel gruppo di pazienti con CIS, un protocollo ottimizzato a 7T che include anche mappature SWI pu\u00f2 rilevare un deposito di ferro gi\u00e0 sottilmente aumentato, oltre a piccole rappresentazioni di placche.<\/p>\n

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Patologie vascolari e imaging ad alta risoluzione<\/h2>\n

Grazie alla maggiore risoluzione e anche alla maggiore sensibilit\u00e0 agli artefatti, una sequenza in particolare \u00e8 vantaggiosa per la visualizzazione di depositi di emosiderina anche molto piccoli, ovvero la SWI a 7T [20] (Fig.2).<\/strong> Oltre alla questione delle microemorragie nelle malattie vascolari, anche l’imaging ad alta risoluzione nelle sequenze T2 e FLAIR pu\u00f2 essere utile, ad esempio per rilevare i microinfarti, che possono verificarsi nelle emorragie intracerebrali e sembrano essere pi\u00f9 comuni di quanto si pensasse in precedenza, dato che spesso non venivano visti fino a 3T. [24].<\/p>\n

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Inoltre, anche l’imaging dei vasi intracerebrali beneficia dell’alta risoluzione a 7T, con una precisione mai raggiunta prima. In questo modo, anche le arterie lenticulostriate possono essere visualizzate molto bene. Un’osservazione interessante \u00e8 stata che queste arterie differiscono in modo significativo nei pazienti ipertesi rispetto ai soggetti di controllo – un’osservazione che non era possibile in precedenza e che pu\u00f2 contribuire alla comprensione dello sviluppo delle lesioni microangiopatiche [10]. Nel frattempo, \u00e8 diventato anche possibile immaginare le pareti dei vasi intracranici in alta risoluzione [26]. Sono stati interessanti anche i nuovi contrasti, come la possibilit\u00e0 di generare immagini vascolari intracraniche con MPRAGE (Magnetization-Prepared Rapid Gradient-Echo) invece di MRA a tempo di volo (TOF MRA) senza mezzo di contrasto [15]. Una possibile applicazione clinica della MRA TOF ottimizzata \u00e8 la visualizzazione affidabile degli aneurismi intracranici anche al di sotto dei 3 mm. In questo caso (con l’ulteriore diffusione delle risonanze magnetiche a 7T) il vantaggio sarebbe quello di diagnosticare in modo affidabile e sicuro i pazienti anche senza angiografia invasiva [17].<\/p>\n

La migliore visualizzazione delle microemorragie con una maggiore sensibilit\u00e0 nella SWI a 7T non \u00e8 solo utile nella ricerca delle angiopatie amiloidi. Anche l’aumento della vascolarizzazione del tumore, le micro-metastasi nei melanomi e i piccoli danni assonali dopo un trauma o le micro-emorragie a seguito di radiazioni possono essere rappresentati con una maggiore sensibilit\u00e0 [1,16]. L’imaging dei cavernomi pu\u00f2 essere utile in questo caso sia per l’individuazione di cavernomi aggiuntivi molto piccoli (ad esempio, nel caso di una “anomalia venosa dello sviluppo” scoperta accidentalmente [DVA]), ma anche per una migliore risoluzione delle strutture interne di un cavernoma.<\/p>\n

Risonanza magnetica funzionale clinica (fMRI)<\/h2>\n

La fMRI a 3T \u00e8 attualmente lo standard negli studi sperimentali, ma sempre pi\u00f9 anche nelle applicazioni cliniche. Grazie all’SNR gi\u00e0 pi\u00f9 elevato rispetto a 1,5 T, questo metodo \u00e8 un ottimo modo per migliorare il segnale altrimenti molto basso nella fMRI e quindi per ottenere risultati pi\u00f9 validi con artefatti di suscettibilit\u00e0 accettabili. Tuttavia, il limite dell’applicazione clinica rimane il segnale ancora basso e il requisito di ottenere risultati affidabili a livello di singolo soggetto (il singolo paziente). Questo problema pu\u00f2 essere almeno parzialmente superato da intensit\u00e0 di campo ancora pi\u00f9 elevate (anche se con lo svantaggio di una maggiore suscettibilit\u00e0 agli artefatti). Dopo che gli studi iniziali sono stati in grado di dimostrare i vantaggi della RMN a 7T nell’applicazione al cervello intero [6], sono state raggiunte ulteriori ottimizzazioni con le quali anche la misurazione del design a blocchi, altrimenti usuale, poteva essere sostituita da una misurazione a “evento singolo”. Sono seguiti ulteriori studi, che sono stati in grado di confermare ed espandere ulteriormente i vantaggi della risonanza magnetica a 7T, soprattutto nell’applicazione clinica.<\/p>\n

In particolare, sono state sviluppate tecniche in grado di ridurre gli artefatti nell’imaging ad altissimo campo, che sono particolarmente enfatizzati nell’imaging ecoplanare [14]. Il campo ultraelevato consente anche una mappatura a risoluzione molto pi\u00f9 elevata delle regioni motorie, che pu\u00f2 avere dei vantaggi nella valutazione prechirurgica. Inoltre, le strutture cerebrali profonde che erano pi\u00f9 difficili da immaginare nell’attivazione a intensit\u00e0 di campo inferiori potevano essere attivate in modo affidabile a 7T: ad esempio, il nucleo dentato in un compito di generazione di verbi [23]. Questo campo di applicazione comprende anche l’ottimizzazione della rappresentazione della funzione e della sottostruttura del tronco encefalico. Molte unit\u00e0 funzionali centrali che giocano un ruolo importante nei disturbi del dolore, ad esempio, sono densamente stipate qui. Con un SNR pi\u00f9 elevato, \u00e8 ora possibile rendere visibili anche queste sottostrutture [7] (Fig. 3). <\/strong>Tuttavia, l’effettivo beneficio clinico deve ancora essere dimostrato nel prossimo futuro.<\/p>\n

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Pertanto, oltre ai chiari vantaggi della risonanza magnetica ad altissimo campo, soprattutto nelle applicazioni funzionali nelle scienze cognitive, anche le applicazioni cliniche beneficiano della maggiore intensit\u00e0 di campo. Grazie alla suddetta possibilit\u00e0 di effettuare anche misurazioni “a evento singolo”, le misurazioni fMRI sono possibili prima della chirurgia anche in pazienti che sono gi\u00e0 parzialmente limitati nella funzione da esaminare (funzione motoria o linguaggio) (Fig. 4).<\/strong> Una singola misurazione \u00e8 solitamente ancora fattibile, ma diverse misurazioni “on-off” sono spesso eccessive.<\/p>\n

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Conclusione<\/h2>\n

Nel complesso, la risonanza magnetica a 7T \u00e8 ancora l’eccezione nell’uso clinico. Anche se molte limitazioni dovute agli artefatti e alle impressioni alterate dell’immagine sono state migliorate dai nuovi sviluppi, il beneficio clinico \u00e8 stato finora dimostrato in modo affidabile solo per poche malattie e anche in quel caso per lo pi\u00f9 limitato ad alcuni sottogruppi (certamente anche a causa dei costi ancora elevati e quindi della scarsa diffusione delle risonanze magnetiche a 7T). In questi gruppi selezionati, tuttavia, le nuove informazioni provenienti dalle registrazioni 7T potrebbero portare a cambiamenti nei concetti terapeutici. Pi\u00f9 comune, tuttavia, \u00e8 il beneficio in alcune malattie del sistema nervoso centrale, grazie a nuove conoscenze in vivo dei meccanismi patologici sottostanti. <\/p>\n

Messaggi da portare a casa<\/h2>\n
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  • La risonanza magnetica (RM) \u00e8 uno dei metodi pi\u00f9 importanti nella diagnosi e nella terapia di molte malattie. Lo standard clinico elevato oggi \u00e8 un’intensit\u00e0 di campo di 3 Tesla (T).<\/li>\n
  • La risonanza magnetica ad altissimo campo (per lo pi\u00f9 7T) offre gi\u00e0 prospettive cliniche, come illustrato in questo articolo, ma attualmente presenta ancora alcuni problemi e limiti.<\/li>\n
  • Grazie all’aumento significativo del rapporto segnale\/rumore (SNR), diventano evidenti i vantaggi dell’imaging ad alta risoluzione, quasi istologico, di alcune strutture e patologie cerebrali.<\/li>\n
  • Ne beneficiano in particolare la risonanza magnetica funzionale (fMRI) e gli esami metabolici (spettroscopia MR).<\/li>\n<\/ul>\n

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    Letteratura:<\/p>\n

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    1. Bian W, et al: Imaging RM pesato con suscettibilit\u00e0 delle microemorragie cerebrali indotte dalla radioterapia nei pazienti con glioma: un confronto tra 3T e 7T. Neuroradiologia 2014; 56(2): 91-96.<\/li>\n
    2. Blazejewska AI, et al: Visualizzazione del nigrosoma 1 e della sua perdita nella PD: correlazione patoanatomica e risonanza magnetica in vivo a 7T. Neurologia 2013; 81(6): 534-540.<\/li>\n
    3. De Marzi R, et al: Perdita dell’iperintensit\u00e0 nigrale dorsolaterale sull’imaging pesato con suscettibilit\u00e0 a 3.0 tesla nel disturbo comportamentale del sonno con movimento oculare rapido idiopatico. Ann Neurol 2016; 79(6): 1026-1030.<\/li>\n
    4. Derix J, et al.: Visualizzazione del confine amigdalo-ippocampale e della sua variabilit\u00e0 strutturale mediante risonanza magnetica a 7T e 3T. Hum Brain Mapp 2014; 35(9): 4316-4129.<\/li>\n
    5. Frosini D, et al: Risonanza magnetica a sette tesla della substantia nigra in pazienti con disturbo comportamentale del sonno da movimento rapido degli occhi. Parkinsonism Relat Disord 2017; 43: 105-109.<\/li>\n
    6. Gizewski ER, et al.: fMRI a 7T: copertura del cervello intero e vantaggi del segnale anche infratentoriale? Neuroimage 2007; 37(3): 761-768.<\/li>\n
    7. Gizewski ER, et al.: Anatomia ad alta risoluzione del tronco cerebrale umano con la risonanza magnetica a 7-T: miglioramento del rilevamento delle strutture interne e dei nervi? Neuroradiologia 2014; 56(3): 177-186.<\/li>\n
    8. Harrison DM, et al: Lesioni talamiche nella sclerosi multipla mediante risonanza magnetica a 7T: implicazioni cliniche e relazione con la patologia corticale. Mult Scler 2015; 21(9):1139-1150.<\/li>\n
    9. Inglese M, et al: Applicazioni cliniche della risonanza magnetica ad altissimo campo nella sclerosi multipla. Expert Rev Neurother 2018; 18(3): 221-230.<\/li>\n
    10. Kang CK, et al: L’ipertensione si correla con le arterie lenticulostriate visualizzate con l’angiografia a risonanza magnetica a 7T. Ipertensione 2009; 54(5): 1050-1056.<\/li>\n
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    12. Kraff O, Quick HH: 7T: fisica, sicurezza e potenziali applicazioni cliniche. J Magn Reson Imaging 2017; 46(6): 1573-1589.<\/li>\n
    13. Li X, et al.: Carenza di ferro cerebrale nella sindrome idiopatica delle gambe senza riposo, misurata mediante la suscettibilit\u00e0 magnetica quantitativa a 7Tesla. Sleep Med 2016; 22: 75-82.<\/li>\n
    14. Lima Cardoso P, et al: La rilevanza clinica della correzione della distorsione nella fMRI pre-chirurgica a 7T. Neuroimage 2018; 168: 490-498.<\/li>\n
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    22. Theysohn JM, et al: Accettazione soggettiva della risonanza magnetica a 7Tesla per l’imaging umano. MAGMA 2008; 21(1-2): 63-72.<\/li>\n
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      \nInFo NEUROLOGIA & PSICHIATRIA 2018; 16(6): 28-33.<\/em><\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

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